零碳能源新星　地熱24小時給力發電

臺灣能源正面臨著深刻的變革與轉型，再生能源成為我們追求永續發展、邁向淨零排放的關鍵，而地熱作為穩定且可持續供應的綠能，有其獨特優勢。不同於風電和光電受季節和自然條件影響，在多座地熱發電廠相繼投入試營運與商轉後，地熱已成為24小時持續發電的基載能源明日之星。

經濟部次長兼台電代理董事長曾文生於「2023臺灣國際地熱論壇」表示，地熱是臺灣再生能源發展的重要項目，近年已經陸續探勘地熱潛能區，期望中油、台電等國營事業與民間公司、團體合作，國外廠商也能成為合作夥伴，比照離岸風電模式，透過政府的領導與規劃，使地熱技術有所突破，更歡迎各界提供好的產業發展政策方向讓政府參考擬定。

地熱發電　可24小時持續發電的基載能源

地熱發電是透過地熱井引出受到加熱的地下水，並利用蒸汽推動渦輪機運轉發電，可分為乾蒸汽式、閃發式、雙循環式、混合循環式，臺灣的地熱條件適合發展雙循環式系統。地熱發電的發電原理和火力發電相似，差別是地熱發電以地熱為熱源，不需要燃料和鍋爐，無需燃料成本，發電過程也不會產生二氧化碳。然而，臺灣地熱發展仍然面臨一些挑戰，例如地熱資源分布不均勻、技術成本較高、地質條件要求嚴格等，必須透過持續投入和技術創新，才能克服。

綜合研究所專員黃鐘表示，地球內部的加熱機制，是源於星球形成時所產生的放射性衰變作用，這些高溫熱能便是地熱，古早常用於加熱水或烘乾農作物等用途，後來又使用地熱產生的蒸汽來推動發電機，約於民國80年代，雙循環系統開始被推廣，藉由熱源和工作流體有機溶劑兩個封閉循環的發電系統，透過熱交換器以熱源加熱工作流體，使有機溶劑汽化推動發電機組，達到發電目的。取出的地熱水在完成熱交換後，會再灌回地底下，重新受地熱加熱，永續循環使用。目前包括宜蘭仁澤地熱發電廠、清水地熱發電廠等都是採用需要回注水的雙循環系統。

相較於風電及光電受限於自然與季節因素，地熱更為可控且穩定，能24小時運轉，滿足最低用電量的電力供應，是最有機會取代燃煤的基載能源。工業技術研究院的相關研究指出，臺灣深層地熱的蘊藏潛力達30 GW，能紓解風電與光電的壓力，若能充分發展，對於未來的再生能源供電情況將是很重要的一塊拼圖。

工業技術研究院經理廖彥喆指出，目前臺灣地熱案場開發分布，主要集中在以下幾個潛能區域：包括新北大屯山為火山型地熱案場所在地，有數個案場正在開發中，其中以金山硫磺子坪地熱發電示範區招商案為代表；宜蘭大同鄉清水為早期投入地熱探勘地區，已有一座 4.2 MW和另一座比鄰的0.75 MW地熱電廠完成併聯商轉；仁澤與土場分別有台電0.84MW及中油4MW電廠開發中，是國營企業龍頭帶頭推展地熱、邁向淨零的重要案場；花蓮瑞穗也有業者在進行地熱探勘，規劃建置1MW裝置容量；臺東則是最熱門探勘開發縣市，地方政府非常鼓勵再生能源發展，在金崙已有一座0.5 MW全陽電廠商轉外，積極發展再生能源的台泥公司，在延平鄉紅葉谷綠能溫泉園區也已完成鑽井，正進行地熱井產能驗證中；此外在金峰及知本也有地熱廠商投入申請作業。全臺總計共有超過20案正在規劃開發中。

而台電除了積極建置營運宜蘭仁澤地熱發電廠之外，目前也在綠島、金山、深澳、禮樂等地區進行地熱探勘，探尋開發的可能性。

地熱開發再下一城　仁澤-土場地熱發電廠進入試營運

我國深層地熱資源經第二期能源國家型科技計畫評估約有33 GW，近期經經濟部中央地質調查所更新地溫資料彙整分析後，亦評估約有40 GW地熱發電潛能。政府將透過三大方向推動地熱發電：加速推動傳統地熱發電、以政府補助分攤私部門投入探勘的風險、嘗試更先進的發電技術，以達成2050年的累計設置量目標3 GW至6.2 GW。

經濟部在民國107年1月成立「地熱發電國家隊」，整合產、官、學、研等單位，共同合作推展地熱發電，同年3月28日台電與中油簽署「宜蘭縣仁澤-土場地熱區地熱探勘與發電開發營運」合作意向書，雙方各依所長進行開發，中油探勘並新鑽仁澤3、4號井供應地熱能，接續由台電設計並建置宜蘭仁澤地熱發電廠。透過氣液分離槽、熱交換器、渦輪及發電機等裝置將地熱轉化成電能之後，再將水注回地底下，達到資源再生。發電裝置為0.84 MW，運轉後一年發電度數估計有470萬度，可供1,200戶使用，已於近期開始試營運，並申請電業執照，預計於今（112）年底前拿到商轉執照，可望成為繼宜蘭清水地熱發電廠、臺東金崙溫泉區地熱發電廠之後，臺灣第三座商轉的地熱發電廠。

土場地熱發電廠建置於民國74年，是工業技術研究院受經濟部能源委員會（現為經濟部能源局）委託興建的示範性地熱發電廠，裝置容量為0.26 MW，以研究與示範為目標，在民國75至83年間進行示範運轉，完成階段性資料蒐集與技術驗證任務之後除役。中油在民國107年重新進行土場地熱發電廠的開發計畫，規劃今年底可完成裝置容量4MW開發。

全臺最大　清水地熱發電廠的新生

宜蘭清水先導型地熱試驗發電廠為國家科學委員會協同中油、台電籌建之電廠，自民國70年開始運轉，是臺灣第一座地熱發電廠，然而由於機組、管線設計不符合熱流體特性，地熱井結垢阻塞、管線鏽蝕，湧出之地熱流體也沒有回注，使地熱儲集層供給能力逐年衰退，於民國82年發電出力僅達裝置容量的10%，整體發電效率不符效益而關廠，相關用地及設備則轉撥宜蘭縣政府。關廠將近30年後，直到民國91年宜蘭縣政府重新探勘、評估修復地熱井，重新招商後由台灣汽電共生股份有限公司與結元能源開發股份有限公司共同開發，耗資7.65億，重新配置管線與發電機組，並修復原有的地熱井。民國110年10月開始啟用，是全國第一座商轉的地熱發電廠，也是全臺最大的地熱發電廠。

重獲新生的清水地熱發電廠裝置容量為4.2 MW，民國110年商轉至今一直持續供電，清水地熱的熱源約150度，適合設置中低溫熱水型地熱發電，因此設置ORC（Organic Rankine Cycle, 有機朗肯循環）發電系統，利用熱交換加熱機組內的有機溶液推動發電機，使用後的地熱水再回注到地底，形成永續循環。每小時的發電量約3,150度，已併入台電電網，優先供給大同鄉、三星鄉約一萬戶家庭使用，多餘的再供給羅東、宜蘭等地。每年可提供約2,500萬度綠電，約18萬噸的減碳效益，是臺灣能源轉型、邁向2050淨零排放的重要里程碑之一。

綠島綠能新展望　評估最新AGS技術發展地熱發電

民國107年，台電執行綠島地熱發電計畫，在綠島鑽了兩口井，然而地下水無法直噴湧出，如果裝設井下幫浦，所消耗的電力將使淨發電輸出所剩不多，因此將這兩口井暫時擱置。直到今年4月，台電與美國GreenFire Energy合作，請對方以最新的地熱專利技術—先進型地熱系統（Advanced Geothermal Systems, AGS），重新評估活化這兩口井所能獲得的效益，目前成果尚未出爐，但也令人期待後續發展的各種可能性。

再生能源處規劃組課長劉家成說明，AGS是近五年才開始討論的先進技術，以往的地熱井技術是先探勘熱源位置再鑽井，如果地下壓力足夠，熱水會自行湧出，可在地表直接發電或進行熱交換發電，而AGS技術則是強調在地底下進行熱交換，讓低溫工作流體汽化後推動渦輪，毋須再引水至地表。目前該技術尚在研發與測試階段，不過已經引起國際綠電相關產業的廣泛關注，曾代理董事長也抱持高度期待，希望台電能與新技術交流，才促成這次的評估機會。再生能源處專員李孟綸補充道，AGS技術除了可節省成本外，也相較不受地區性限制，只要井下溫度適合，即可透過井下取熱解決乾井或儲集層壓力不足無法自湧的情形。

再生能源處規劃組組長劉建億表示，綠島本身已有自己的獨立電網，因此將規劃逐步以綠能取代目前主要的柴油機發電，現階段再生能源處正推動「綠島真綠島計畫」，發展多元的再生能源設施，包括太陽光電、地熱、波浪發電等，搭配儲能及電能管理系統，期許未來綠島上所使用的全是綠電，讓綠島成為真綠島，如果推展成功，綠島可望成為臺灣其他區域學習再生能源建置發展的對象，成為示範案場。

科技日新月異　地熱技術有望再突破

工研院廖經理說明，臺灣早期在地熱技術面的發展比較著重於探勘技術，除了現場地質構造調查、地表地球物理磁力、電探法之外，也會採集溫泉區的水樣或氣樣，進行地化探勘分析離子濃度，推估熱液來源溫度；發展到近期，隨著科技及儀器設備發展調查技術演變得較為成熟，除了沿用既有的探勘技術，也必須採用重力、磁力、微震、大地電磁等各式三維物理探勘技術，將資料全方位整併分析後，才能推估地熱地質模式，後續再透過鑽井取得實際資訊，驗證先前間接調查所累積的資料模型是否符合想像。

然於鑽井技術及工法上，目前仍有精進空間。臺灣鑽井技術大多使用泥漿鑽來維持井壁完整性，國際上則多使用空氣鑽或清水鑽，以避免泥漿接觸、滲透到地熱生產層而影響生產效率，目前臺灣案場尚未採用。此外高效能鑽井設備，可提升鑽井開發速度、縮短期程；以及採用導向鑽井工法，可突破土地面積受限因素，朝向主要熱源方向進行開發，均為國際發展趨勢，也是國內地熱開發可努力改善的方向。

生態關懷者協會理事長王守誠表示，民國107年4月，地熱電廠環評標準門檻經修法調降為10 MW，歐盟也協助各國的環境保護機構（Environmental Protection Agency, EPA）加速地熱電廠審查，請廠商根據他們所提出的程序書，計算地熱電廠的生命週期參數，進行生命週期分析，有助於了解電廠會消耗多少物質、使用多少土地、排碳量，以及會產生多少綠電，作為環境影響評估的審查要件。台電在今年將有仁澤地熱發電廠併網運轉，預計屆時全臺會有5座地熱電廠；正在興建的約有17座，但有些案場處於停滯狀態，需要協助現有的申請廠商與國外技術進行對接。

美國德州的石油廠商密集，開採出相當多石油與天然氣，然而德州近年開始轉向開發地熱，因開採石油與開採地熱所需的技術相近，他們發現如果德州每年鑽的1萬5千口井都是地熱井，可供應德州全部所需的能源，因此便進行一場大規模卻快速的技術轉型。國際上有許多石油公司也因為考量到下一代子孫的生存權，肩負義務轉型為地熱開發，促進減碳效應。

地熱是再生能源中對環境影響最小的，王理事長認為，臺灣過往能源有將近97%都是由國外進口的高污染石化燃料，同時具有高碳排及國安疑慮，過去這個問題一直被忽視，如今面臨能源轉型，更應該要因應國際趨勢，考量低污染的地熱開發。當再生能源形成完善的產業鏈，成本大幅降低，價格就會隨之下降，但同時也需要更多的公平溝通機會，讓在地民眾能夠深入了解地熱的優點，並認同支持。

持續推動地熱　綠能前景蓄勢待發

宜蘭仁澤發電廠已在今年4月完成機組安裝，6月9日取得建物使用執照，7月27日取得溫泉水權，歷經併聯發電後試運轉測試中，預計9月完工後安排啟用儀式。此外，北海岸前瞻地熱探勘研究也同步進行中，針對焿子坪、深澳及禮樂三區辦理地熱資源探勘，評估未來開發規劃，預計在今年底完成場址調查及鑽井規劃，民國113年第二季開始進行地熱探勘井鑽探工作，第四季完成地熱潛能評估。如果探勘結果具有地熱開發建廠潛能，將在民國114年辦理地熱電廠建廠發包工作，包含生產井鑽井、電廠建置等。

再生能源處處長蔡英聖認為，仁澤地熱發電廠是一個很好的示範場域，可以充分學習地熱發電廠建廠的週期與建置標準作業程序，往後只要先找到良好的地點，對於後續建廠流程，就能很清楚地知道該如何執行，投資者也會更加有信心。

地熱已然成為臺灣能源結構的關鍵角色之一，台電亦將持續關注經濟部中央地質調查所的探勘及潛能評估成果，並依成果評估辦理地熱電廠的相關建置事宜，透過持續研究創新技術，為臺灣帶來加更穩定的永續能源未來。